Một công nghệ mới, được phát triển bởi các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Penn State với tên gọi Cold Sintering Process (CSP), vửa mở ra khả năng kết hợp những vật liệu không tương thích như gốm và nhựa thành một loại vật liệu mới, đồng thời giảm chi phí năng lượng trong quá trình sản xuất. 

Gốm sứ được biết đến là vật liệu nhân tạo lâu đời nhất, có lịch sử lên đến hàng chục nghìn năm. Trong suốt quá trình phát triển, hầu hết các loại đồ gốm đều được sản xuất bằng cách nung nóng ở nhiệt độ cao trong lò nung hoặc nung kết bột gốm trong lò. Các quy trình này đòi hỏi một lượng năng lượng lớn.

"Trong thời đại ngày nay, chúng ta phải luôn luôn ý thức về ngân sách carbon và chi phí năng lượng. Đó cũng chính là lý do vì việc tìm tòi, cải tiến quy trình sản xuất, nhất là sản xuất đồ gốm trở nên rất quan trọng", Clive Randall, giáo sư Khoa học và Kỹ thuật vật liệu thuộc trường Đại học Penn State cho biết. Giáo sư và các cộng sự của mình đã phát triển một quy trình sản xuất gốm sứ thải ra lượng khí thải carbon ít hơn và sử dụng nhiệt độ thấp hơn (200 độ C nhiệt độ phòng). "Chúng tôi có thể tạo ra một sản phẩm đồ gốm nhanh như bạn nướng một chiếc bánh pizza và ở nhiệt độ thấp hơn". 

Trong một bài báo gần đây trên tạp chí Advanced Functional Materials, giáo sư Randall và các đồng nghiệp của ông đã mô tả sự nung kết các hợp chất gốm và polymer dẻo, sử dụng công nghệ CSP. 3 loại polymer được lựa chọn để bổ sung các tính chất cho 3 loại gốm sứ, một chất điện môi, một chất điện phân và một chất bán dẫn. Những vật liệu tổng hợp mới đã chứng minh được khả năng ứng dụng làm vật liệu cách điện và dẫn điện, điện tử. Chúng có thể nung kết ở nhiệt độ cao 120 độ C trong khoảng thời gian từ 15-60 phút.

Nhóm nghiên cứu của giáo sư Penn State đang bắt đầu xây dựng một tập hợp các kỹ thuật cần thiết để sử dụng công nghệ CSP trên nhiều vật liệu khác nhau, như gốm - gốm, gốm - hạt nano, gốm - kim loại, gốm - polyme. 

Ngọc Diệp (Theo Science Daily)